NO760776L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av

uorganisk-organiske kunststoffer.

Det er kjent, .av polyisocyanater og forbindelser med aktive hydrogenatomer å fremstille polyuretan- resp. poly-urinstoff-kunststoffer. Egenskapene av disse polymerklasser er sterkt varierbare. Høy fasthet, elastisitet og slitasje-fasthet er spesielt ønskede egenskaper ved disse produkter.

På den annen side er termostabiliteten og spesielt permanent-formbestandigheten ved temperaturer over 120°C bare måtelig. Anvendelsen av produktene som bygnings- og konstruksjonselementer er begrenset ved det ugunstige brannforhold. Riktignok lar det seg ved flammebeskyttelsesmidler oppnå forbedringer i brannforhold, imidlertid påvirkes de mekaniske egenskaper derved for 'det meste ugunstig.

Det er videre kjent, av vandige oppløsninger av alkalisilikater ved innvirkning av (potensielle) syrer å fremstille uorganiske kiselsyre-gel-kunststoffer, som spesielt har fått betydning som kitt, overflateovertrekk. Også lettskumstoffer er blitt fremstillet på vannglassbasis. Produktene har en høy formbestandighet i varmen og er helt ubrennbare. De er imidlertid sprø og av forholdsvis liten fasthet. Som skumstoffer er de lite belastbare og smuldrer ved trykkinnvirkning. Det ville være meget ønskelig å kombinere de gode egenskaper

av de uorganiske•og de organiske kunststoffmaterialer med hverandre og å' undertry-kke de negative egenskaper.

Det er derfor heller ikke manglet på forsøk til å fremstille kombinasjonskunststoffer uten at imidlertid det opp-satte mål er blitt nådd.

Således ble eksempelvis polyuretaner blandet med aktiv kiselsyre som fyllstoff og deretter vulkanisert. På samme måte. som ved anvendelse av høyaktiv sot er det derved å iaktta en viss forsterkningseffekt: Strekkfasthet og modul øker, bruddutvidelsen avtar. Materialet blir imidlertid ved medan vendelse av kiselsyre ikke prinsippielt endret i dets'egénskaps-bilde.

Det dreier seg derved om relativt grove heterogene tofasesystemer. Vekselvirkningen mellom begge faser er bare liten, såvel på grunn av de forholdsvis små grenseflater som også på grunn av den -meget forskjellige kjemiske natur av de to-faser.

Det er videre foreslått å anvende kiselsyre i mikrofiberform. Forsterkningsvirkningen øker derved på grunn av den spesifikke morfologi, på den annen side blir de inko-herente områder tvangsmessig større, således at den kjemiske vekselvirkning mellom de to faser heller avtar. Den prinsip-pielle karakter av et grovt heterogent tofasekunststoff bibe-holdes'.

I DOS 1.770..384 er det blitt foreslått å omsette en vandig oppløsning av et alkalisilikat med et lavmolekylært polyisocyanat, f.eks. 4,4'-difenyImetandiisocyanat. -Med hensyn til isocyanatene som skal anvendes gjøres i detalj følgende angivelser:

"Egnede polyisocyanater, som kan komme til anvendelse ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen- er f.eks. de organiske diisocyanater med den generelle formel:

hvori R betyr en toverdig organisk rest, eksempelvis en alkylen-, aralkylen- eller arylenrest. Egnede slike rester kan f.eks. inneholde 2 til 20 karbonatomer.

Eksempler for slike diisocyanater er p-p '-difenylmetandiisocyanat, fenylendiisocyanat, klorfenylendiisocyanat, toluylendiisocyanat, m-xylylendiisocyanat, benzidindiisocyanat, naftylendiisocyanat, tetrametylendiisocyanat, pentametylendi-isocyanat, heksametylendiisocyanat, dekametylendiisocyanat og tiodipropyldiisocyanat.

Andre polyisocyanater, polyisotiocyanater og deres derivater kan anvendes på samme måte. Fettsyrediisocyanater med'den generelle formel:

hvori x + y tilsammen gir 6 til 22 og z betyr et tall fra 0 til 2, f.eks. isocyanato-stearyl-isocyanat er likeledes egnet. Av de ovenfor angitte forbindelser viser p-p'-difenylmetandiisocyanat seg mest egnet ved den praktiske utførelse. Toluylendiisocyanat, eksempelvis 2,4- og 2,6-isomerene er likeledes lett oppnåelige og egnet for bruk".

I henhold til læren i dette Offenlegungsschrift anvendes som vandige alkalisilikatoppløsninger fortrinnsvis de i handelen befinnende natriumsilikatoppløsninger. Med hensyn-tii mengdeforhold mellom anvendt isocyanat og alkalisilikat gjøres følgende angivelser: "De relative mengder av alkalisilikatet og isocyanat kan varieres, hvorved, som omtalt ovenfor, det oppnås produkter med forskjellige fysikalske egenskaper og sannsynlig-vis med avvikende kjemisk struktur.

Vanligvis er det hensiktsmessig og ønskelig å anvende et overskudd av silikatet, dvs. en større mengde enn den til det anvendte isocyanat støkiometriske ekvivalente mengde. På den annen side er det viktig at det ikke anvendes så små mengder isocyanat at det ikke finner sted en tilstrekkelig omsetning. Eksempelvis kan ved anvendelse av p-p'-difenylmetandiisocyanat (som er oppnåelig i handelen ved en konsentrasjon fra ca. 85 til 90%, beregnet på en molekylvekt på 250), og av natriumsilikat med et Na20 : SiOg-forhold fra 2,0 til 2,3

vektforholdet mellom silikat og isocyanat variere i området fra 1:7,75 til 3:1."

De overnevnte og anvendte lavt viskose, sterkt renbifunksjonelle polyisocyanater er de samme som de anvender generelt på polyuretan-skumstoff-sektoren og hvormed det på dette området generelt oppnås anerkjente gode resultater. Til fremstilling av et kombinasjonskunststoff på basis av polyisocyanat og vandige silikatoppløsninger er de omtalte polyisocyanater riktignok lett tilgjengelige, imidlertid bare meget be-tinget egnet.

Arbeider man etter den lære som fremgår av DOS

1.770.384, så finner man at blandinger av vandige natriumsilikat-

oppløsninger og den anvendte lavviskose difenylmetandiisocyanat bare danner forholdsvis grovdelte emulsjoner. Denne ulempe lar seg mildne ved den anbefalte tilsetning av emulgatorer resp. skumstabiliseringsmidler, hvorved primæremul-sjonene blir noe mere finfordelte og mere stabile, imidlertid blir egenskapsbildet utilfredsstillende, spesielt har de dannede kombinasjonskunststoffer utpreget sprøhet og liten fasthet.

Spesielt viser de etter den kjente lære fremstilte skumstoffer betraktelige forstyrrelser, som f.eks. riss eller hulrom eller skumstrukturen; delvis kollaberer skumblandingen, spesielt når det skal skummes større mengder.

For en teknisk fremstilling er de under anvendelse av de omtalte råstoffer fremstilte skumkunststoffer bare lite egnet.

I henhold til DOS 2.227-147 løses de omtalte pro-blemer ved at det anvendes ionisk gruppeholdige polyisocyanater som sikrer en bedre emulgerbarhet mellom organisk og uorganisk-fase, idet det ved de mere findelte emulsjoner fåes uorganisk-organiske kunststoffer med b'edre verdinivå.

En tilsvarende effekt oppnås når de anvendte polyisocyanater modifiseres med ikke-ioniske hydrof-ile grupper (sammenlign DOS 2.325-090).

Uheldig ved de to sistnevnte, fremgangsmåter er imidlertid 1) nødvendigheten med å underkaste handelsvanlige polyisocyanater for en ytterligere, under tiden kostbar kjemisk omsetning samt 2) den med hydrofileringen vanligvis forbundne økede reaktivitet og økede følsomhet overfor luftfuktighet.

I DAS 2.310.. 559 omtales en skumbetong på basis

av vannglass, polyisocyanat og uorganiske vannbindende fyllstoffer. Går man frem i henhold til dette utlegningsskrift fåes for det meste skumkunststoffer med høyere råtettheter (over, 100 kg/m^), dessuten må ved den ifølge oppfinnelsen nød-vendige medanvendelse av det faste fyllstoffmaterial benyttes andre doserings- og blandeinnretninger, som de vanligvis står til disposisjon for fremstillingen av skumstoffer er utelukkende flytende komponenter.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å unngå overnevnte ulemper ved de kjente kombinasjonskunststoffer og dessuten å.fremstille hårde uorganisk-organiske kunststoffer som har fordelen med høy seighet og fasthet samt i tilfelle skummede materialer sikrer mere problemløs .frem-stillbarhet og har mere regelmessig cellestruktur. Spesielt skal det blant lett tilgjengelige polyisocyanater og uten medanvendelse av vannbindende fyllstoffer gjøres tilgjengelige høyverdige, uorganisk-organiske lettskumstoffer på handelsvanlige skuminnretninger på en sikker og økonomisk måte.

Oppgaven løses med de ifølge oppfinnelsen til disposisjon stilte polyisocyanater av øket viskositet og samtidig øket funksjonalitet.

Oppfinnelsens gjenstand er en fremgangsmåte til fremstilling av hårde, uorganisk-organiske kunststoffer, spesielt skumstoffer bestående av ett av kolloid xerosol foreliggende- polymer-polykiselsyregel sammensatt material ved omsetna.ng av en vandig silikatoppløsning med et polyisocyanat, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat det som polyisocyanat anvendes et-flytende organisk polyisocyanat, fritt for hydrofile grupper med en viskositet på minst 400 cP/25°C, fortrinnsvis 500 - 10000 cP/25°C og en midlere funksjonalitet på større enn 2, idet omsetningen foregår i fravær av vannbindende uorganiske fyllstoffer.

Oppfinnelsens gjenstand er videre hårde uorganisk-organiske kunststoffer av høy fasthet, elastisitet, varmeformbestandighet og vanskelig oppflambarhet, som i det vesentlige består av et makroskopisk-homogent sammensatt material av høy-molekylært organisk polyaddukt og høymolekylært silikat, fremstillet etter overnevnte fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen. '

Med hensyn til viskositetskriteriumet er det egnet alle polyisocyanater med en viskositet på mer enn 400 cP/25°C. Av forarbeidelsestekniske grunner foretrekkes riktignok et viskositetsområde på 500 - 10000, spesielt 800 - 6000 cP/25°C. Skal de anvendte polyisocyanater være høyviskose, harpiksaktige eller sågar faste, lar den ønskede viskositet seg innstille ved tilsetning av lavviskose polyisocyanater og/eller inerte organiske oppløsningsmidler. Slike høyviskose, harpiksaktige eller faste polyisocyanater er egnede produkter ifølge oppfinnelsen, såvel de som fortynnede oppløsninger har en viskositet på mer enn, 400 cP/25°C og polyisocyanatkomponentene har en funksjonali-

tet på over 2.

Egnede flytende, for hydrofile grupper frie organiske polyisocyanater, som som sådan oppfyller kriteriene med hensyn til viskositet og funksjonalitet, er spesielt de teknisk lett tilgjengelige polyfenyl-polymetylen-polyisocyanater, slik de fremstilles ved anilin-formaldehyd-kondensasjon og'etterfølgende fosgenering. Derved lar den krevede viskositet på mer enn 400 cP/25°C seg eksempelvis enkelt innstille ved fremlegging av et egnet anilin-formaldehyd-forhold resp. hvis det fosgenerte produkt ikke har den krevede høye viskositet, ved delvis avdestillering av tokjerneprodukter. Selvsagt er også andre fosgeneringsprodukter a<y>arylamin-aldehyd-kondensater fremragende egnet.

Representanter for denne klasse er eksempelvis fosgeneringsprodukter av kondensater av anilin og aldehyder eller ketoner, som acetaldehyd, propionaldehyd, butyraldehyd, aceton, metyletylketon osv. Videre er det egnet fosgenerings-produktene av kondensater av til kjernen alkylsubstituerte aniliner, spesielt -toluidiner med aldehyder eller ketoner, som eksempelvis formaldehyd-, acetaldehyd, butyraldehyd, aceton, mety letylketon.

Slike polyisocyanater er spesielt foretrukket for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Deres funksjonalitet ligger fortrinnsvis mellom 2,2 og 3- 2-kjerneinnholdet utgjør fortrinnsvis mindre enn 50%. Godt egnet er.videre oppløsninger av residuet isocyanater i monomere polyisocyanater. Med residuisocyanater skal det. spesielt forstås de høyviskose, harpiks-lignende eller faste destillasjonsresiduer, som de eksempelvis fremkommer ved den tekniske fremstilling av toluylendiisocyanat, difenylmetandiisocyanat eller heksametylendiisocyanat.

Slike residuisocyanater, hvis midlere funksjonalitet alltid er større enn 2, fortrinnsvis 2,2 - 3, kan ved blanding med eksempelvis lavviskose handelsvanlige diisocyanater bringes til en for forarbeidelse'nødvendig viskositet. Egnet er videre blandinger av residuisocyanater med hverandre, hvis det derved fremkommer flytende produkter samt oppløsninger av høyviskose eller faste residuer i inerte organiske oppløsnings-midler. En foretrukket arbeidsmåte består i at som inerte organiske oppløsningsmidler anvendes slike som har et kokepunkt fra -25 til +80°C og kan anvendes ved fremstillingen av skum-

stoffene ifølge oppfinnelsen som drivmiddel.

Én .ytterligere gruppe godt egnede polyisocya-

nater er såkalte modifiserte polyisocyanater, idet det hermed ikke skal forstås de vanlige prepolymere eller semiprepolymere. Det dreier seg mere om karbodiimidgrupper, allofanatgrupper, isocyanuratgrupper, urinstoffgrupper eller biuretgruppeholdige polyisocyanater. Polyisocyanater egnet for en slik modifiser-

ing er eksempelvis: alifatiske, cykloalifatiske, aralifatiske, aromatiske og heterocykliske polyisocyanater, slik de omtales f.eks. av W. Siefken i Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, side 75 til 136, eksempelvis etylen-diisocyanat, 1,4-tetrametylendiisocyanat, 1,6-heksametylendiisocyanat, 1,12-dodekan-diisocyanat, cyklobutan-1,3-diisocyanat, cykloheksan-1,3- og

-1,4-diisocyanat samt ønskelige blandinger av disse isomere, 1-isocyanat0-3,3,5-trimety1-5-isocyanatornetyl-cykloheksan (DAS 1.202.785, US-patent nr. 3-401.190), 2,4- og 2,6-heksahydro-toluylendiisocyanat samt ønskelige blandinger av disse isomere, heksahydro-1,3_ og/eller -1,4-fenylen-diisocyanat, perhydro-

2,4'- og/eller -4 , 4,'-dif eny lmetan-diisocyanat, 1,3- og 1,4-fenylendiisocyanat, 2,4- og 2,6-toluylendiisocyanat samt ønskelige blandinger av disse isomere, difenylmetan-2,4'- og/eller -4,4'-diisocyanat, naftylen-1,5-diisocyanat, trifenylmetan-4,4',4"-triisocyanat, polyfeny1-polymetylen-polyisocyanat, slik de fåes ved anilin-formaldehyd-kondensasjon og etterfølgende fosgenering og f.eks. omtales i britisk patent 874.430 og 848.671 samt perklorerte arylpolyisocyanater, slik de f.eks. omtales i DAS 1.157.601 (US-patent nr. 3.277-138).

Modifiseringen av slike polyisocyanater gjennom-føres på i og for seg kjent måte termisk og/eller katalytisk, eventuelt- under'medanvendelse av eksempelvis luft, vann, ure-taner, alkoholer, amider eller aminer-

Også monofunksjonelle lavmolekylære alkoholer (fortrinnsvis med 1-12 C-atomer, som metanol, etanol, n-

og iso-propanol, butanol, heksanol, n-oktylalkohol, dodecyl-alkohol) er brukbare som modifiseringsmiddel, såvidt man over-fører de dannede uretangrupper ved viderereaksjon med tilstede-værende isocyanat i allofanatgrupper og derved ikke i uønsket

grad nedsetter funksjonaliteten av det resulterende modifiserte polyisocyanat.

Ved slike modifiseringer sikres, idet det gåes ut' fra lavviskose polyisocyanater den ifølge oppfinnelsen nød-vendige viskositet på mer enn 400 cP/20°C. På ingen måte bør imidlertid ved medanvendelse av de nevnte modifiseringsmidler modifiseringsgraden velges så høy at de resulterende polycya-nater får hydrofil karakter. Ved de i praksis vanlige mindre mengder av anvendte lavmolekylære modifiseringsmidler på mindre enn 10 vekt%, referert til polyisocyanat, får man generelt polyisocyanater som ikke har hydrofile egenskaper. Spesielt foretrukket er addukter av polyisocyanater med seg selv som uretdioner, isocyanurater, karbodiimider, som er lett tilgjengelige fra monomere polyisocyanater under molekylvekts-økning og oppfylle kriteriet med minste viskositet på 400 cP/ 25°C Vanligvis er det helt tilstrekkelig når denne addukt-■dannelse fullfører seg til en liten prosentsats, f.eks. 5 - 30%, referert til samlet mengde for å oppnå det ønskede viskositetsområde.

Med "polyisocyanater fri for hydrofile grupper"

er det å forstå slike polyisocyanater som verken inneholder et ionisk sentrum eller en ved hjelp av baser i et ionisk sentrum overførbar gruppe (f.eks. en fenolisk OH-gruppe),

eller en hydrofil oligo- eller polyeterrest eller en hydrofil oligo- eller polykarbonatrest. En uretah-, urinstoff, biuret-, allofanat-, ester-, eter- eller acetalgruppering er imidlertid ingen hydrofil gruppe innen rammen av denne definisjon.

For .fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen egnede, enskjønt mindre foretrukne polyisocyanater er de etter den såkalte isocyanat-polyaddisjonsfremgangsmåte oppnåelige semiprepolymere resp. prepolymere, såvidt de ikke inneholder hydrofile grupper og oppfyller kriteriene ifølge oppfinnelsen med hensyn til,viskositet og funksjonalitet.

Semiprepolymere resp. prepolymere, som kan fåes ved omsetning av polyisocyanater med i forhold til isocyanat reaktiv hydrogenatomholdige forbindelser, er meget omtalt og vanlig for fagfolk. Som overfor isocyanat reaktive hydrogenatomholdige forbindelser kommer det eksempelvis på tale alkoholer, glykoler eller også høyeremolekylære polyoler, merkaptaner, karboksyIsyrer, aminer,.urinstoffer og amider. Imidlertid bør det ikke komme til anvendelse noen større mengder av høyerémole-kylære polyhydroksyforbindelser med lav-glasstemperatur for ikke å påvirke produktets krevede hårdhet.

Slike, prepolymere bør i ethvert fall dessuten ha endeplasserte'- isocyanat grupper, imidlertid intet hydrofilt sentrum, som bevirker en i.forhold til sammenlignbare produkter uten det hydrofile sentrum'øket vannforenlighet•

De aktuelle hydroksylgruppeholdige polyestere er f.eks. omsetningsprodukter av flerverdige, fortrinnsvis to-verdige, eventuelt- i tillegg treverdige alkoholer med flerverdige, fortrinnsvis.toverdige karboksylsyrer. Istedenfor de fri polykarboksylsyrer kan det også anvendes de tilsvarende polykarboksylsyreanhydrider eller tilsvarende polykarboksyl-syreestere av lavere alkoholer eller deres blandinger til fremstilling av polyestrene. Polykarboksylsyrene kan være av ali-fatisk, cykloalifatisk, aromatisk og/eller heterocyklisk natur og eventuelt være substituert, f.eks. med halogenatomer og/ eller være usubstituert. Som eksempler hertil skal nevnes: Ravsyre, adipinsyre, korksyre, azelainsyre, sebacinsyre, ftal-syre, isoftalsyre, trimellitsyre, ftalsyreanhydrid, tetrahydro-ftalsyreanhydrid, heksahydroftalsyreanhydrid, tetraklorftal-syreanhydrid , endometylentetrahydroftalsyreanhydrid., glutar-syreanhydrid, maleinsyre, maleinsyreanhydrid, fumarsyre, di-mere og trimere fettsyrer som oljesyre,•eventueIt i blanding med monomere fettsyrer, tereftalsyredimetylester, tereftalsyre-bis-glykolester.

Som prepolymere er det spesielt egnet omsetningsprodukter av polyisocyanater med en- eller 'flerverdige alkoholer. Ved den eneste anvendelse av monoalkohol.er, som f.eks. metanol, etanol, n-propanol, n-butanol må det påses at enten anvendes polyisocyanater med en funksjonalitet over 2 og/eller med pre-polymeriseringen også allofanatisering, isocyanuratisering . eller andre, funksjonalitetsøkende reaksjoner forløper. I ethvert tilfelle må det være sikret at den midlere funksjonalitet av den resulterende prepolymere er over 2..

Ved den på vanlig måte gjennomførte prepolymeri-sering får man prepolymere som hyppig har en viskositet på mer enn 2000 cP og under tiden inntil 100.000 cP/25°C. I tilfeller hvor slike høye viskositeter er uheldige for den videre forarbeidelse kan viskositeten senkes ved tilsetning av lavviskose isocyanater eller også inerte oppløsningsmidler.

Ifølge oppfinnelsen spesielt foretrukne polyisocyanater er imidlertid de flytende destillasjchsresiduer av de allerede nevnte polyfeny1-polymetylen-polyisocyanater med en viskositet på 400-10.000 cP/25°C, fortrinnsvis 500 - 5000 cP/ 25°C, hvis midlere funksjonalitet utgjør mer enn 2.

Med.vandige oppløsninger av alkalisilikater er

det å-forstå' de vanligvis som "vannglass" betegnede oppløs-ninger av natrium- og/eller kaliumsilikat i vann. Det kan også finne anvendelse rå 'tekniske oppløsninger, som i tillegg kan inneholde f.eks. kalsiumsilikat, magnesiumsilikat, borater og aluminater. Molare forhold Me20/Si02(Me = metall) er ikke kritisk og kan svinge innen de vanlige grenser, fortrinnsvis utgjør de 4 - 0,2,' spesielt 1,5 - 0,3- Spiller vanninnholdet av det ved omsetning med prepolyrner-ionomeren i første rekke dannede kunststoffer en underordnet rolle, fordi det ikke for-styrrer eller fordi det lett kan fjernes ved tørking, så kan det uten videre anvendes- nøytralt natriumsilikat, hvorav det lar seg fremstille 25 - 35 vekt%-ige oppløsninger. Fortrinnsvis anvendes imidlertid 32 - 54 vekt%-ige silikatoppløsninger, som-bare ved. tilstrekkelig alkalitet har den for en problemløs forarbeidelse nødvendig viskositet på under 500 poise. Også ammoniumsilikatoppløsninger, f.eks. oppløsninger'av guanidinium-siiikat kan anvendes; riktignok er disse mindre foretrukket.

Det kan dreie seg om ekte eller også om kolloidale oppløsninger.

Valget av konsentrasjoner avhenger fremfor alt av ønsket sluttprodukt. Kompakte eller lukketcellede materialer fremstilles fortrinnsvis'med konsentrerte silikatoppløsninger, som hvis nødvendig ved tilsetning av alkalihydroksyd innstilles på lav viskositet. På denne måte lar det seg fremstille 40 - 70 vekt^-ige oppløsninger. På den annen side foretrekkes til fremstilling av åpenporede lettskumstoffer silikatoppløsninger med 2.- 40 vekt%-ig innhold for å oppnå lavere viskositeter, tilstrekkelige lange reaksjonstider og lavere romvekter. Også ved anvendelse av.findelte uorganiske fyllstoffer i større mengder er det foretrukket silikatoppløsninger av 20 - 45%-ig innhold.

Fremstillingen av uorganisk-organiske kunststoffer ifølge oppfinnelsen er enkel. Det er bare nødvendig å blande flytende polyisocyanat homogent med den vandige alkalisilikat-oppløsning, hvorpå det for det meste med en gang finner sted utherdning av blandingen. Blandingene er'typiske findelte emulsjoner resp. soler. De er ikke optisk klare, men for det meste opake resp. melkeaktig hvite. I dem synes den senere xerosol å være preformert.

Blandingen av komponentene er ikke stabil. Den såkalte "standtid", under hvilke blandingen er forarbeidbar avhenger fremfor alt av polyisocyanatets reaktivitet av den samlede mengde av frigjort silikatherdner, samt av silikat-oppløsningens konsentrasjon. Den utgjør mellom 0,2 sekunder og ca. 15 timer..

Foretrukket er standtider fra ca. 1 sekund til

ca. 20 minutter.

Herav følger at vanligvis foregår sammenblandingen

umiddelbart før formgivning.

Fremstillingen av de nye polymer-kiselsyregel-sammensatte materialer kan foregå ettér prinsippielt kjent teknologi, f.eks. på den måte som støpte eller skummede polyuretaner fremstilles. Da imidlertid standtidene for det meste er lave og reaksjonen allerede ofte forløper spontant ved -20°C er det satt grenser for muligheten av diskontinuerlig

fremstilling. Den kommer praktisk talt bare i betraktning for fremstilling av mindre formdeler på maksimalt 10 kg.. Fortrinnsvis -blandes komponentene etter den for fremstilling av poly-uretanskumstoffer vanlige teknologi kontinuerleg i et blandekammer med liten oppholdstid og deretter utherdnes under form-•givning. Hertil helles den flytende eller pastaformede blanding, eksempelvis i .former, påføres på overflater eller fylles i fordypninger,'fuger, spalter og lignende.

Ved sammenblanding kan forholdet' mellom polyisocyanat og alkalis ilikat.er svinge innen vide grenser, f. eks. mellom 90 til 10 til 10 til 90. Fortrinnsvis utgjør forholdet mellom polyisocyanat og alkalisilikat mellom 75 til 25 og 15 til 85- Optimale bruksegenskaper, spesielt høy isoleringsevne •samt høy elastisitet, varmeforbestandighet og vanskelig oppflambarhet får man ved et blandingsforhold fra 60 til 40 til 18 til 82.

Dette område er derfor spesielt foretrukket. Av

de oppførte mengdeforhold fremgår at for fremstillingen av dette polymer-kiselsyregel-sammensatte material er mengdeforholdet mellom polyisocyanat og alkalisilikatoppløsning ikke kritisk. Dette er spesielt fordelaktig, da ved den kontinuerlige fremstilling over transportapparater og blandekammer behøver det

ikke påses nøyaktig dosering. Således lar det seg anvende robuste transportinnretninger som tannhjiul- eller eksenter-snekkepumper.

Reaksjonsblandingens aktivitet lar seg innstille ved isocyanat-silikat-forholdet samt ved. medanvéndelse av katalysatorer.

Produkter med. lite silikatinnhold, f.eks. mellom' 10 og 30% fremstilles fortrinnsvis, når de organiske polymer-egenskaper står i forgrunnen og silikatdelen eksempelvis kreves for bedre binding av fyllstoffer, spesielt de såkalte inaktive typer som kritt, tungspat, gips, anhydrit, leire, kaolin.

Videre kommer anvendelsen av mindre mengder silikatoppløsninger i betraktning, når en isocyanat-prepolymer med vann skal utherdnes til et porefritt homogent kunststoff. Da som kjent reaksjonen av NCO-grupper med vann forløper under CC^-utvikling, kan den i praksis utnyttes til fremstilling av skumstoffer. Også ved anvendelse av vannglassoppløsninger i vanlige elastomere -resepturer lar det seg ikke unngå dannelsen av porer ved utviklet CO2. Derimot fører omsetningen av polyisocyanater med konsentrerte alkalisilikatoppløsninger, som eventuelt kan alkaliseres til et produkt med betraktelig ned-satt poredannelse og ved på hverandre avstemt mengdeforhold som lett kan fastslås empirisk til et "vannforlenget" resp. "vann-fornettet" helt blærefritt material. Dermed blir høyverdige homogene polyurinstoffer tilgjengelige ved en enkel oppløsnings - middelfri direktfremgangsmåte.

Høyere silikatinnhold, f.eks. 70 - 90 vekt% er ønskelig, når det i det vesentlige ønskes egenskapene av et uorganisk silikatkunststoff, spesielt høytemperaturbestandighet og fullstendig ubrennbarhet. I dette tilfelle er funksjonen av polyisocyanatet også den av en ikke flytende herdner, hvis reaksjonsprodukter er en høymolekylær polymer, som nedsetter produktets sprøhet. Ved den elastifiserende virkning er spesielt polyisocyanat-prepolymere overlegne de vanlige herdnere på syrebasis. Herdningstider øker derved vanligvis med avtagende innhold av NCO-grupper. Det er imidlertid selvsagt også mulig å anvende polyisocyanater, spesielt slike som ikke virker tilstrekkelig herdende i kombinasjon med syreavspaltende herdnere. I dette tilfellet virker reaksjonsproduktene av- polycyanatene

fremfor alt som elastifiserende komponenter.

Blandinger av polyisocyanater og vandige'silikat-oppløsninger som inneholder mer enn 50% vann anvendes fortrinnsvis til fremstilling av tynne sjikt, eksempelvis oyer-flateovertrekk eller kitt, sammenklebninger, fugetetnings-masser og spesielt til fremstilling av skumstoffer.

Ved fremstilling av skumstoffer etter fremgangs-'måten ifølge oppfinnelsen lønner det seg også ved anvendelse av karbondioksydavgivende NCO-prepolymere, medanvendelsen av drivmidler. Herved dreier det seg om inerte væsker av kokeom-rådet -25°C til +80°C. Fortrinnsvis ligger drivmidlenes kokepunkt mellom- -15°C og +40°C. Drivmidlene er fortrinnsvis uoppløselige silikatoppløsninger. Drivmidlene anvendes, referert til reaksjonsblandingen, i mengder på 0 50 vekt%, fortrinnsvis 2-30 vekt%.

Som organisk drivmiddel kommer det f.eks. på tale aceton, etylacetat, metanol, etanol, halogensubstituerte al-kaner som metylenklorid, kloroform, etylidenklorid, vinyliden-klorid, monofluortciklormetan, kiordifluormetan, diklordifluor-metan, videre butan, heksan, heptan eller dietyletere. En drivvirkning kan. også oppnås ved tilsetning av forbindelser, som spalter seg ved temperaturer over værelsestemperatur under avspaltning av gasser, eksempelvis nitrogen, f.eks. azofor-bindelser som azoisosmørsyrenitril. Ytterligere eksempler for .drivmidler samt detaljer vedrørende anvendelse av drivmidler er angitt i Kunststoff-Handbuch, bind VII, utgitt av Vieweg og Hochtlen, Carl-Hanser-Verlag, Miinchen 1966 , f.eks. på sidene 108 og 1093453 til 455 og 507 til'510.

Ifølge oppfinnelsen medanvendes videre ofte katalysatorer. Som katalysatorer som skal medanvendes kommer det på tale slike av i og for seg kjent type, f.eks. aminer, som tri-etylamin, tributylami-n, N-mety 1-morf ol.in , N-ety1-morfolin, N-kokomorf olin , N, N, N ' ,N ' -tetramety 1-ety lendiam-in , 1,4-diaza-' bicyklo-(2,2,2) - oktan, N-metyl-N.' -dimety lami noe ty 1-piperazin, N,N-dimetylbenzylamin, bis-(N,N-dietylaminoety1)-adipat, N,N-dietylbenzylamin, pentametyldietylentriamin, N, W-dimetylcyklo-heksylamin, N,N,N',N'-tetramety1-1,3-butandiamin, N,N-dimetyl-$-fenyletylamin, 1,2-dimetylimidazol, 2-metylimidazol.

Tertiære aminer som inneholder overfor isocyanat-grupper -aktive hydrogenatomer er f.eks. trietanolamin, triiso- propanolamin, ■ N-mety 1-dietanolamin, N-ety 1-die.ta'nolamin, N,N-dimetyl-etanolamin samt deres omsetningsprodukter med alkylen-oksyder. som propylenoksyd og/eller etylenoksyd.

Som katalysatorer kommer det videre på tale silaaminer med karbon-siliciumbindinger, slik de f.eks. omtales i tysk patent nr. 1.229.2-90 , f.eks. 2,2,4-trimetyl-2-silamorfolin, 1,3_dietylaminometyl-tetrametyl-disiloksan.

Som katalysatorer kommer det også i betraktning nitrogenholdige baser som tetraalkylammoniumhydroksyder, videre alkalihydroksyder som natriumhydroksyd, alkalifenolater som natriumf enolat eller alkalialkoholater som natriummetylat. Også heksahydrotriaziner kan anvendes som katalysatorer.

Ifølge oppfinnelsen kan det også anvendes organiske metallforbindelser, spesielt organiske tinnforbindelser som katalysatorer.

Som organiske tinnforbindelser kommer det fortrinnsvis i betraktning tinn(II)-salter av karboksylsyrer som tinn(II)-acetat, tinn(II)-oktoat, tinn(II)-etylheksoat og tinn(II)-laurat og dialkyltinnsaltene av karboksylsyrer, som f.eks. dibuty1-tinndiacetat, dibutyltinn-dilaurat, dibutyltinn-maleat og dioktyltinndiacetat.

Ytterligere representanter for katalysatorer som kan anvendes ifølge oppfinnelsen samt detaljer over katalysa-torenes virkningsmåte er angitt i Kunststoff-Handbuch, bind VII, utgitt av Vieweg og Hochtlen, Carl-Hanser-Verlag, Miinchen 1966, f.eks. på sidene 96 til 102.

Katalysatorene anvendes vanligvis i en mengde . mellom ca. 0,001 og 10 vekt%, referert til mengden av forbindelser med minst to overfor isocyanater reaksjonsdyktige hydrogenatomer av en molekylvekt på 400 til 10.000.

Ifølge oppfinnelsen kan det også medanvendes overflateaktive tilsetningsstoffer (emulgatorer og skumstabilisatorer). Som emulgatorer kommer det f.eks. på tale natrium-salter av ricinusoljesulfonater eller også av fettsyrer eller salter av fettsyrer med aminer som oljesurt dietylamin eller stearinsurt dietanolamin. Også. alkali- eller ammoniumsalter av sulfonsyrer som f.eks. av dodecyIbenzensulfonsyre eller dinaf-tylmetandisulfonsyre eller også av fettsyrer som ricinolsyre eller av polymere fettsyrer kan medanvendes som overflateaktive tilsetningsstoffer.

Som skumstabilisatorer kommer det fremfor alt på tale alle vannoppløselige polyetersiloksaner. Disse forbindelser er vanligvis oppbygget således at•et kopolymerisat av etylenoksyd og propylenoksyd er forbundet med en polydimetyl-siloksanrest. Slike skumstabilisatorer er f.eks. omtalt i

.US-patent nr. 2.764.565.

Ifølge oppfinnelsen kan det videre også medanvendes reaksjonsforsinkere, f.eks. surt reagerende stoffer som saltsyre eller organiske syrehalogenider, videre celleregulatorer av i og for seg kjent type som parafiner eller fettalkoholer eller dimetylpolysiloksaner samt pigmenter eller-farvestoffer og flammebeskyttelsesmidler av.den i og for seg kjente type, f.eks. tris-kloretylfosfat eller ammoniumfos fat eller -polyfosfat, videre stabilisatorer mot aldrings-<p>g klimapåvirkning, mykningsmidler og fungistatiske og bakteriostatiske virkende stoffer, fyllstoffer som bariumsulfat, kiselgur, sot eller slamkritt.

Ytterligere eksempler av eventuelt ifølge opp-, finnelsen'medanvendbare overflateaktive tilsetningsstoffer og skumstabilisatorer samt celleregulatorer, reaksjonsforsinkere, stabilisatorer, flammehemmende stoffer,' mykningsmidler, farvestoffer og fyllstoffer samt fungistatisk og bakteriostatisk virksomme stoffer samt detaljer over anvendelses- og virkningsmåte av disse tilsetningsmidler er angitt i Kunststoff-Handbuch, bind VII, utgitt av Vieweg og Hochtlen, Carl-Hanser-Verlag, Miinchen 1966, f.eks. på sidene 103 til 113-

Av spesiell betydning og dermed foretrukket er tilsetningsmiddel som dessuten forbedrer brannforholdet av slike kunststoffer. Herved.kommer det foruten de vanlige flammebeskyttelsesmidler spesielt til anvendelse halogenerte parafiner og uorganiske salter av fosforsyre, pyrofosforsyre,■metafosfor-syre eller polyfosforsyre.

Fremstillingen ifølge oppfinnelsen av skumstoffene foregår prinsippielt således at man i en diskontinuerlig eller kontinuerlig arbeidende blandeinnretning blander med hverandre de omtalte reaksjonskomponenter i ett eller flere trinn og oppskummer den dannede blanding., for det meste utenfor blande-■ innretningen i former eller på egnede underlag og lar det stivne. Derved-kan den mellom ca. 0°C og 200°C, fortrinnsvis mellom 30°C og 1d0°C liggende reaksjonstemperatur enten oppnås således at man f or opp varm e-r en eller flere re aks j onskomponenter allerede før blandeprosessen eller oppvarmer selve blandeapparaturen eller oppvarmer den fremstilte reaksjonsblanding etter blandingen. Selvsagt er det også egnet kombinasjoner av disse eller andre fremgangsmåter til innstilling av reaksjonstempera-turen. I de fleste tilfeller utvikler det seg under reaksjonen selv tilstrekkelig varme, s.åledes at reaksjonstemperaturen-etter begynnelsen av reaksjonen resp. oppskumningen kan stige til verdier over 30°C.

Reaksjonskomponentene kan imidlertid også bringes til omsetning etter den i og for seg kjente entrinnsfremgangs-måten, prepolymerfremgangsmåten eller semiprepolymerfremgangs-måten, idet man ofte betjener seg av maskinelle innretninger, f.eks. slike som omtales i US-patent nr. 2.764.565. Detaljer over forarbeidelsesinnretninger som også kommer på tale ifølge oppfinnelsen angis i Kunststoff-Handbuch, birid VI, utgitt av Vieweg og Hochtlen, Carl-Hans.er-Verlag, Miinchen . 1966, f.eks.

på sidene 121 til 205-

Spesielt høyverdige kunststoffer fåes ved fremgangsmåten ifølge oppfinne Isen,• når utherdningen foregår ved temperaturer over 20°C, spesielt 30-100°C. Spesielt ved kombinasjoner av polyisocyanater med 10-40% NCO-grupper og alkalisili-katoppløsninger frigjøres selv uten ytre varmetilførsel så meget varme at inneholdt vann begynner å fordampe. I det indre av skumstoffblokkene kan det oppnås temperaturer på over 100°C.

Det synes at under slike betingelser danner det seg spesielt utpregede vekselvirkninger resp. en spesielt god forbindelse mellom uorganiske og organiske polymere, således at det fremkommer materialer som på den ene side er hårde, på den annen side imidlertid høyelastiske og derved meget overordente-lig støtufølsomme og bruddstabile.

Hvis den ved reaksjonen mellom komponentene ut-viklede varmemengde ikke er tilstrekkelig kan sammenblandingen uten videre foretas ved høyere temperatur, f.eks. mellom 40 og 100°C. I spesialtilfelle kan det også sammenblandes over 100°C og til ca. 150°C under trykk, således at ved uttreden av'materialet inntrer avspenning under skumdanneIse.

Selvsagt kan det for skumstoffremstilling ved for-høyet temperatur også arbeides med høyerekokende drivmidler, f.eks. heksan, dikloretan, trikloretan, karbontetraklorid, lett- bensin som tilsetningsmiddel. Imidlertid kan også det i blandingen inneholdte vann overta funksjonen av drivmiddel. Videre kan fine metallpulvere, f.eks. kalsium, magnesium, aluminium eller sink på grunn av hydrogenutvikling tilstrekkelig alkalisk . vannglass tjene som drivmiddel, idet de samtidig utøver en herdende og forsterkende virkning.

Imidlertid kan skumstoffene også fremstilles ved. hjelp av inerte gasser,- spesielt luft. Eksempelvis kan en av de to reaksjonskomponenter forskummes med luft og deretter sammenblandes med de andre. Blandingene av komponentene lar seg også oppnå, f.eks. ved hjelp av pressluft, således at det umiddelbart dannes et skum som deretter herdner under formgivning.

Egenskapene av de dannede skumstoffer, f.eks. deres tetthet i fuktig tilstand er ved gitt reseptur avhengig av detaljer i blandeprosessen, f.eks. rørerens form og turtall, blande-kammerets form osv..samt av den valgte reaksjonstemperatur, starting av skummingen. De kan omtrent variere mellom 0,005 og 0,6 g/cm^, for det meste 'får man tettheter av det fuktige friske skum mellom 0,02 og; 0,4 g/cm''. Det tørkede skum kan ha lukket eller åpenporet karakter, for det meste er de sterkt åpenporede og har tettheter mellom 0,01 og 0,2 g/cm^.

Ved reaksjonsblandingens forhold gir det seg for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen mange anvendelsesmuligheter og følgelig anvendelsesområder, hvorav det i det følgende skal angis noen eksempelvis. Den-mulighet å la det i de herdede blandinger inneholdte vann enten forbli som ønsket bestanddel i skummet resp. å beskytte skummet ved egnet belegg eller kasjer-ing mot vannuttredelse eller helt eller delvis å fjerne vannet •ved egnede tørkefremgangsmåter, f.eks. varmeskap, varmluft, IR-oppvarmning, ultralyd eller høyfrekvensinnvirkning kan velges fra det ene tilfellet til det andre i henhold til de ønskede anvendelsestekniske formål.

Den drivmidd-elholdige reaks j onsblandingen kan f. eks. påstrykes på gitte varme, kalde eller også IR- eller HF-bestrålte underlag eller påsprøytes etter passering av blandeinnretningen med pressluft eller også etter airless-fremgangsmåten på disse underlag hvor det kan skumme og herdne og således gi et fyllende eller isolerende eller fuktighemmende belegg. Man kan også presse, støpe eller sprøytestøpe en skummende reaksjonsblanding i kalde eller oppvarmede former og la det herdne i disse former

enten det er relieff- eller massive eller hulformer, eventuelt .

i slyngestøp ved værelsestemperatur eller temperaturer inntil 200°C, eventuelt under trykk. Her er det helt igjennom mulig med medanvendelse av forsterkende elementer, enten det er uorganiske og/eller organiske resp. metalliske tråder, fibre, flor, skumstoffer, vevnader, strukturer osv. Dette kan eksempelvis foregå etter fibermatte-impregneringsfremgangsmåten'eller etter fremgangsmåter, hvor f.eks. ved hjelp av en sprøyte-, innretning påføres reaksjonsblandinger og forsterkningsfibre sammen på formen. De således tilgjengelige formdeler kan anvendes som bygningselementer, f.eks. i form av direkte eller

senere ved laminering med metall, . glass, kunststoff osv. fremstilte, eventuelt skummede, sandwich-formdeler, idet det gunstige brannforhold i fuktig eller tørr tilstand er av fordel. De kan imidlertid også finne anvendelse som hullegemer, f.eks. som be-holdere for eksempelvis varer som skal holdes fuktige eller kalde, som fi]termaterialer eller utvekslere, som katalysator- eller virksomme stoffbærere, som dekorasjonselementer, møbelbestand-deler og hulromsutfyllinger. De kan også anvendes som høypå-kjennbare smøre- og kjølemidler eller bærere hertil, f.eks. ved -metallstrengpressing. Også en anvendelse på området modell-eller formbygning samt fremstillingen av former' for metallstøp

■ er å nevne.

En .foretrukket arbeidsmåte består i å la skumnings-. prosess gå direkte hånd i hånd med herdningen, idet man f.eks.

i et .blandekammer fremstiller reaksjonsblandingen og samtidig tildoserer det lettflytende drivmiddel, f.eks. diklordifluor-metan, triklorfluormetan, butan, isobutylen, vinylklorid, således at det ved egnet valg av blandingstemperatur oppskummer samtidig den fra blandekammeret uttredende reaksjonsblanding ved fordampning av drivmidlet og herdner ved innvirkning av herdneren, idet det dannede skum, som eventuelt dessuten inneholder emulgatorer og skumstabilisatorer og andre hjelpemidler fikseres. Videre kan man oppdrive til et skum.den i første rekke ennu tyntflytende reaksjonsblanding ved innføring av eventuelt, under trykk stående gasser som luft, metan, CF^, edelgasser, som bringes til den ønskede form og således her.dnes. Man kan også gå frem tilsvarende, idet man i første rekke over-fører silikat- resp. polyisocyanatoppløsningen som inneholder eventuelt skumstabilisatorer som fuktemidler, skumdannere, emul-

gatorer og eventuelt dessuten ytterligere organiske eller uorganiske fyllstoffer eller fortynningsmidler ved gassbehand-ling til et skum og deretter sammenblander dette skum i en blandemaskin med motkomponentene og eventuelt herdner og deretter lar det herdne.

Ifølge en foretrukket arbeidsmåte blandes en oppløsning av polyisocyanatet i flytende drivmiddel med den vandige alkalisilikatoppløsning og utherdner således under skumdannelse.

Istedenfor drivmidlet kan det også anvendes uorganiske eller organiske findelte hullegemer som blæreglass-hulperler av kunststoffer, strå og lignende for fremstilling av skumstoffer.

De således tilgjengelige skum kan i tørket eller fuktig tilstand, eventuelt etter en komprimerings- eller tempe-reringsprosess, eventuelt under trykk anvendes som isolerings-'materialer, hulromutfyllinger, pakkmaterialer, bygningsstoffer med god oppløsningsmiddelbestandighet og gunstige brannforhold. De er også anvendbare som. lettbyggestener i form av sandwich, f.eks. med metalldekksjikt i husbygning, kjøretøybygning og flybygning.

Av helt spesiell interesse er.de ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstillbare lett uorganisk-organiske skumstoffer med en råtetthet på 10 - 80 kg/m^.

Som ut.gangskomponenter kommer fortrinnsvis til anvendelse fyllstoffrie alkalisilikatoppløsninger og polyisocyanater, idet for å oppnå gunstige brannegenskaper anvendes de uorganisk-vandige komponenter i vektmessig overskudd og for oppnåelse av de ønskede lavere råtettheter medanvendes for det meste drivmidlet, f.eks. luft, halogenhydrokarboner eller gass-avspaltende stoffer, f.eks. H~202. I nærvær av katalysatorer og stabilisatorer lar det seg således med fra polyuretan-tekno-logien kjente skummaskiner, som eksempelvis med høytrykk-stempelpumpetransportteknikk og sammenblanding etter motinjek-sjonsprinsippet i et blandekammer eller også med lavtrykktann-hjulpumpetransportteknikk og røreverksblanding fremstille uorganiske skumstoffer som på grunn av deres fremragende brannegenskaper samt de gode varmedemmeegenskaper spesielt er av interesse som lette isoleringsmaterialer for bygningssektoren. Det utmerkede brannforhold kan dessuten ytterligere forbedres ved tilsetning av'flammebeskyttelsesmidler, spesielt imidlertid ved medanvendelse av uorganisk vandige saltoppløsninger eller suspensjoner av f.eks. alkali-, ammonium- eller jordalkalifos-fater, urinstoffoppløsninger, fosforsyre osv., idet noen av de nevnte forbindelser, spesielt de sure fosfater samt fosfor-syrer selv i tillegg kan overta funksjonen av en herdner for den vanligvis i overskudd anvendte alkalisilikatoppløsning.

Slike skumstoffer lar seg fremstille i. fo'rm av kontinuerlige eller diskontinuerlige blokkvarer, etter dobbelt-transportbåndteknikken som laminerte eller ikke laminerte plate-varer eller også direkte på bygningsstedet ved hjelp av de overnevnte blandingsteknikker eller også ønskelige primitivblande-teknikker.

Por det konstruktive området innen bygningssektoren, spesielt høyverdige lettbyggestoffer lar .seg fremstille ved at man gjennomstrømmer lagringer av uorganiske granulater av lav råtetthet, som f.eks', blæreglass, ekspansj ons leire, ekspansjons-skiver, pimpsten osv. med de overnevnte lett skumstoffer.

Herved består med hensyn til brannforhold de uorganiske egenskaper i forgrunnen, med hensyn til den enkle teknologi, den gode varmeisolering samt muligheten for•dekksjikt i et frem-stillingstrinn direkte med utskumming og det tas hensyn til egenskapene av det organiske skumstoff på isocyanatbasis.

På denne måte lar det seg rasjonelt fremstille vegg- og fasadeelementer som på grunn av den lille organiske mengde i den samlede sammensetning ifølge DIN 4102 oppnår brannklassen for ikke brennbare bygningsstoffer (A 2).

Reaksjonsblandingene kan også dispergeres i dråpe-form, f.eks. i bensin.og under et fritt fall eller lignende bringes til oppskumning og herdning, idet det oppstår skumperler.

Man kan også i de oppskummede reaksjonsblandinger, så lenge- de ennu er flytende innarbeide organiske og/eller uorganiske til oppskumning egnede eller allerede oppskummede partikler, f.eks. ekspansjonsle ire, blæreglass, tre, popkorn, kork,' hule perler av kunststoffer, f.eks. vinyIkloridpolymerisater, polyetylen, styrenpolymerisater eller skumstoffpartikler av disse eller også f.eks. polysulfon-, polyepoksyd-, polyuretan-, urinstoff-formaldehyd-, fenolformaldehyd-, polyimid-polymere resp. lagringer av disse partikler gjennomstrømme av reaksjonsblandingen og på denne måte fremstille isoleringsstoffer som ut-

merker seg ved et gunstig' brannforhold.

Når det til en blanding av eventuelt uorganiske

•og/eller organiske tilblandingsholdige vandige silikatoppløs-ninger og herdnere ved en på forhånd gitt temperatur setter

det under disse temperaturer til fordampning eller gassdannelse egnede drivmiddel eksempelvis et (halogen)-hydrokarbon samtidig, kan den således dannede først flytende blanding ikke bare an-' vendes til fremstilling av enhetlige skumstoffer eller ytterligere skummede eller uskummede fyllstoffholdige■skumstoffer, men man kan også dermed gjennomskumme på forhånd gitte flor, vevnader, gittere, konstruksjonsdeler eller andre gjennomtrengelige strukturer av skummet material, således at det på denne måte blir tilgjengelige sammensatte skumstoffer med spesielle egenskaper, f.eks. gunstig, brannforhold, som eventuelt er anvendbare direkte som konstruksjonselementer i bygnings-, møbel- eller kjøretøy- og flysektoren.

Skumstoffene ifølge oppfinnelsen kan tilblandes til jord i smuldreform,.eventuelt anriket med gjødningsmiddel og plantebeskyttel&esmidler for å forbedre dens agrariske konsi-stens. Høyvannholdig skum kan anvendes til substrat til for-mering av kimer, stiklinger og planter eller avskårne blomster. Ved utsprøytning av blandingene på forløst landskap, f.eks. dyner og,sumper kan det oppnås en virksom fastgjøring, som det kan gåes på etter kort tid resp. byr en erosjonsbeskyttelse.

Det er videre av interesse å påsprøyte de foreslåtte reaksjonsblandinger i brann-'eller katastrofetilfelle på en gjenstand som skal beskyttes, idet det inneholdte vann ikke renner av eller hurtig fordunster på overflaten av legemet som skal beskyttes, således at det oppnås en spesiell virksom- brann-resp. varme- eller strålingsbeskyttelse, fordi den herdede blanding, så lenge den ennu inneholder vann ikke kan oppvarme seg vesentlig over 100°c resp. absorberer IR- eller kjernestråling.

På grunn av den gode sprøytbarhet kan blandingene, idet man sprøyter dem eksempelvis på vevnader, andre flater, gittere eller også bare på veggen danne virksomme beskyttelses-vegger og beskyttelsessjikt i bergverk i ulykkestilfeller eller også ved de rutinemessige arbeider. Herved er det av spesiell betydning at allerede i løpet av kort tid er oppnåelig med en herdning.

På samme måte kan de skummende blandinger anvendes i høybygg, i lavbygg og gatebygg til oppsetning.av vegger, iglo, avtetninger, til utfugning, pussing, grunning, isolering, dekorering, som belegnings-, puss- og beleggmaterial. Deres anvendelse som klebestoff eller mørtel eller støpemasser, eventuelt i fylte former, idet det kommer i betraktning uorganiske eller organiske fyllstoffer er likeledes å ta i betraktning.

Da de herdede skumstoffer ifølge oppfinnelsen etter tørkningen kan ha en betraktelig porøsitet er de egnet som tørkemidler, fordi de igjen kan oppta vann. Man kan imidlertid også opplade dem med virksomme stoffer eller anvende dem som katalysatorbærere eller filtere eller adsorbenter.

I reaksjonsblandingen eventuelt medanvendte eller etterpå innførte hjelpemidler som emulgatorer, vaskeråstoffer, dispergeringsmidler, fuktemidler, luktstoffer, hydrofoberende virkende stoffer, muliggjør å modifisere egenskapsbilde av skumstoffene ivannholdig eller tørr tilstand etter ønske.

På den annen side kan skumstoffene i vannholdig eller tørket eller impregnert tilstand etterpå lakkeres,

metélliseres, belegges, lamineres, galvaneres, fordampes, klebes eller fnokkes. Formlegemene kan videreformes i vannholdig eller tørr tilstand, eksempelvis ved saging, fresing, boring, høvling, polering eller andre bearbeidelsesfremgangsmåter.

De eventuelt fylte formlegemer kan videre-modifiseres ved termisk etterbehandling, oksydasjonsprosesser, varm-pressing, sintringsprosesser eller overflatelige smelte- eller andre komprimeringsprosesser i deres egenskaper.

Som formmaterial egner det seg uorganiske og/eller organiske skummede, eller uskummede materialer som metaller, f.eks. jern, nikkel, edelstål, lakkert.elier f.eks. teflonisert

aluminium, porselen, glass, gips, sement, tre, kunststoffer

som PVC, polyetylen, epoksydharpikser, polyuretaner, A3S, poly-• karbonat osv.

De ifølge oppfinnelsen tilgjengelige skum kan tørkes overflatelig eller hvis det dreier seg om sterkt gjennomtrengelige strukturer, f.eks. høygrads åpenporede skumstoffer eller porøse materialer, også tørkes ved sentrifugering, vakuumbehandling, gjennomblåsning med luft. eller spyling med væsker som fjerner det inneholdte vann (eventuelt oppvarmede) eller gasser som metanol, etanol, aceton, dioksan, benzen, kloroform og lignende eller-luft, CO2 , varmdamp. På analog måte kommer det også i betraktning en etterbehandling av de fuktige eller tørre formlegemer ved spyling eller impregnering med vandige eller ikke vandige sure, nøytrale eller, basiske væsker eller gasser, f.eks. saltsyre, fosforsyre, maursyre, eddiksyre, ammoniakk, aminer, organiske eller uorganiske saltoppløsninger, lakkoppløsninger, oppløsninger av monomere som ennu skal polymeriseres eller allerede er pplymerisert, farvestoffoppløsninger, galvaniser-ingsbad, oppløsninger av katalysatorer eller katalysatorfor-trinn, luktstoffer.

De nye sammensatte kunststoffer egner seg også som konstruksjonsmaterial, da de er strekk- og trykkfaste, seige, stive og allikevel elastiske samt har en høy permanentformbe-standighet i varme og er vanskelig oppflambare.

Det er å fremheve videre den utmerkede varmedem-nings- og lydabsorbsjonsevne av slike skumstoffer, hvilken sammen med den fremragende ild- og varmebestandighet åpner muligheter på isoleringssektoren.

Således lar det seg f.eks. fremstille høyverdige lettbyggeplater, idet enten kontinuerlig' skummede blokker snittes resp. sages til tilsvarende plater eller idet såvel plater som spesielt kompliserte formlegemer skummes i former, eventuelt under trykk. Også lar det seg ved egnet fremgangsmåte fremstille formdeler med lukket ytre hud.

Spesielt egner seg imidlertid også fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til in situ-oppskumning på bygningsstedet. Således lar ønskelige hulformer, slik de dannes etter vanlige metoder ved forskaling seg utstøpe resp. utskumme.

Også kan hulrom, fuger, riss enke.lt fylles med reaksjonsblandingen, idet det danner seg en meget fast klebning mellom de forbundne materialer. Også lar det seg enkelt ved påsprøytning fremstille isolerende innvendig puss.

I mange tilfeller lar de dannede materialer seg anvende istedenfor tre eller hårdfiberplater. De lar seg. sage, slipe, høvle, nagle, bore, frese og muliggjør således mange-sidig bearbeidelses- og anvendelsesmuligheter.

Lettskumstoffer av' høy sprøhet, som f.eks. kan fåes ved meget høyt innhold av silikat eller ved kombinasjon med eventuelt sprøe organopolymere, lar seg ved trykning i egnede innretninger lett overføre i støvfint pulver, som mangfoldig lar seg anvende som organomodifiserte kiselsyrefyllstoffer. Organomodifiseringen betinger god overflatevekselvirkning med polymere samt i mange tilfeller også en viss overflatelig termoplastisitet, som muliggjør fremstillingen av høyverdige pressmasser, idet det ved tilsetning av nettdannere er gjennom-førbare tbpokjemiske overflatereaksjoner.

For mange anvedelsesområder blir det til blandingen av polyisocyanater og alkalisilikater 'innblandet ekstra fyllstoffer i form av inerte partikkel- eller pulverformet material.

Som fyllstoffer kan det finne anvendelse faste inerte uorganiske eller organiske stoffer, som f.eks. pulver, granulat, tråder, fibre, manualer, krystalliter, spiraler, småstaver, perler, hulperler, skumstoffpartikler, flor,- vev-nadsstykker, virker, småbånd, foliestykker osv., eksempelvis

.dolomit, kritt, leirjord., asbest, basisk innstilte kiselsyrer, sand, talkum, jernoksyd, aluminiumoksyd og -oksydhydrater, alkalisilikater, zeoliter, blandingssilikater, kalsiumsilikater, kal-siumsulf ate, - alumo.silikater, basalull eller -pulvere, glass-fibre, C-fibre, grafitt, sot, Al-, Fe-, Cu-, Ag-pulvere, molyb-densulfid/ stålull, bronse- eller kobbervevnad, siliciumpulvere, ekspansjonsleirepartikler, glasshulkuler, glasspulvere, lava-

og pimpstenpartikler, trespon, tremel, kork, bomull, strå, popkorn,, koks, partikler av fylte eller ikke fylte, skummede eller, ikke skummede, strukkede eller ustrukkede organiske .polymere. Eksempelvis skal det av.det uttall av de aktuelle organiske polymere oppføre noen, idet.disse f.eks. kan foreligge som pulvere, granulat, skumstoffpartikler, perler, hulperler, skum-bare eller ikke oppskummede partikler, som fibre, bånd, vevnader, flor osv.: Polystyren, polyetylen, polypropylen, polyakryl-nitril, polybutadien, polyisopren, polytetrafluoretylen, alifatiske og aromatiske polyestere, melamin-urinstoff- eller fenol-hårpikser, polyacetalharpikser, polyepoksyder, polyhydantoiner, polyurinstoffer, polyetere, polyuretaner, polyimidler, polyamider, polysulfoner, polykarbonater, selvsagt også ønskelige blandings-polymerisater.

Spesielt foretrukkede fyllstoffer er kritt, talkum, dolomit, leire, kvartsmel, høydispers kiselsyre, glass, karbon samt vanlig kunststoff- og gummiavfall.

■Prinsippielt kan de sammensatte stoffer ifølge

.oppfinnelsen'uten tap i deres høyverdige egenskapsbilde

fylles med betraktelige mengder inerte fyllstoffer, idet spesielt sammensatte materialer med overveiende uorganisk mengde, fortrinnsvis fylles med uorganiske fyllstoffer for oppnåelse av en forsterkningseffekt og sammensatte materialer med overveiende silikatdel, fortrinnsvis med organiske fyllstoffer.

Produkter med lavt silikatinnhold egner seg spesielt til fremstilling av hurtigherdende høyverdig oyer-flateovertrekk som har en fremragende klebning og slitasje-fasthet samt til fremstilling av elastomere med høy fasthet og høy modul.

Por fremstilling av overflateovertrekk, sammenklebninger, kitt, mellomsjikt, spesielt av porøse materialer er innblanding'av en ekstra herdner hyppig ikke nødvendig for alkalisilikatoppløsningene, da den i luften inneholdte karbon-syre er tilstrekkelig som herdner.

Por slike anvendelser foretrekkes fortrinnsvis polyisocyanater med lite isocyanatinnhold, f.eks. under 5%.

Derved fåes blandinger av høy standtid, som også kan påføres i tynne sjikt og etterhvert gjennomherdne i løpet av tiden.

Blir bare innen rammen av blandeprosessen av polyisocyanatet og silikatoppløsningen litt herdner (C02) fri, så får man ved partiell herdning under viskositetsøkning et pasta- resp. deigaktig plastisk og ønskelig formbart material, som kan forarbeides formgivende og herdnes ved et senere tids-punkt, f.eks. ved tørking i luften eller ved oppvarmning.

Spesielt interessant for forarbeidelse som kitt, sparkelmasse, fugetetningsmasse, mørtel'og lignende er en to-,eller fleretrinns herdning, hvor det eksempelvis i første trinn foregår en hurtig CC^-avspaltning (ved reaksjon av■NCO-grupper med vann), som bringer det uorganisk-organisk sammensatte material i en plastisk resp. termoplastisk forarbeidbar form, hvorpå i et annet langsomt forløpende herdningstrinn, f.eks.

ved hydrolyse av en høy eller lavmolekylær ester foregår utherdning.

Det er også mulig med forarbeidelse av de termo-plastiske mellomtrinn ved sprøytestøp, ekstruksjon eller i knaer.

I mange tilfeller lar disse mellomtrinn seg også blande med vann, organiske oppløsningsmidler, mykningsmidler, drøyemidler, fyllstoffer og derved modifiseres og appliseres på mangfoldig måte.

Videre egner materialet ifølge oppfinnelsen seg som fiberappretering i impregneringsmidler, idet det såvel kan finne anvendelse ferdige blandinger av de"organiske og silikatkomponentene som også 'er mulig med en tobads behandling. Fortrinnsvis appliseres derved komponentene først, som har den bedre, klebing, altså polyisocyanat-komponentene på organisk, silikatkomponentene på uorganisk material.

Videre lar det seg f.eks. ved utpressing av blandingene fra dyser eller slisser fremstille fibre og folier som f.eks. kan anvendes til fremstilling av syntetisk ubrennbart papir eller til fremstilling av flor.

Eksempler■

Anvendte polyisocyanater:

P 1: Destillat av fosgeneringsprcduktet av et anilin- formaldehyd-kondensat bestående av 90 vekt% 4,4'-difenylmetandiisocyanat, 8 vekt/S 2,4'-difeny1- metandiisocyanat samt 2 vekt% 3-kjernet polyfenyl-polymetylenpolyisocyanater, viskositet ved 40°C 7 cP, ved værelsestemperatur delvis krystallisering, NCO-innhold: 33 vekt?.

P 2:. Fra rått fosgeneringsprodukt av et anilin-formalde-hydkondensat avdestilleres så meget diisocyanato-difenylmetan at destillasjonsresiduet ved 25°C har en viskositet på 50 cP. (2-kjernedel: 68 vekt% ;

3-kjernedel: 16 vekt% ; mengde av høykjernede polyisocyanater: 16 vekt%, NCO-innhold: 32 vekt%).

P 3: Tilsvarende .fremstilt polyisocyanat med en viskositet på 100 cP ved 25°C (2-kjernemengde: 59,7 vekt%;

3-kjernemengde: 21,3 vekt% ; mengde av høykjernede.

polyisocyanater: 19,0 vekt% ; NCO-innhold: 31,4

vekt%).

P 4: Tilsvarende fremstilte polyisocyanat med en viskositet på 200 cP ved 25°C (2-kjernedel: 44,3 vekt% ;

3-kjernedel: 2 3,5 vekt%; mengde av høykjernede polyisocyanater: 32,2 vekt%, NCO-innhold: 31,4 vekU P 5: Tilsvarende fremstilt polyisocyanat med enviskosi-

tet..ved 25°C på-..400 cP. (2-kjernedel: 45,1 vekti;

3-kjernedel: 22,3 vekt?; mengde av høykjernede polyisocyanater: 32,6 vekt?; NCO-innhold: 31,0 vekt?).

P 6: Tilsvarende fremstilt polyisocyanat med en viskositet ved 25°C på 800 cP (2-kjernedel: .. 40,6 vekt?;

3-kjernedel: 27,2 vekt?; me.ngde av høykjernede polyisocyanater: 32,2 vekt?; NCO-innhold: 30,5 vekt?).

P 7: Polyisocyanat P 6 og polyisocyanat P 8 ble blandet således at herav fremkommer polyisocyanat med en viskositet på 1100 cP ved 25°C.

P 8: Tilsvarende fremstilt polyisocyanat med en viskositet ved 25°C på 1700 cP (2-kjernedel: ~40,3 vekt?;

3-kjernedel: 34,0 vekt?; mengde av høykjernede polyisocyanater: 25,7 vekt?; NCO-innhold: 30,4 vekt?. '

P 9: Semi-prepolymer, fremstillet av 1000 vektdeler polyis.ocyanat P 5 og 15 vektdeler butandiol-1,4 . Viskositet ved 25°C 940 cP, NCO-innhold: 28,2 vekt?.,

p 10: Semi-prepolymer, fremstillet av 1000 vektdeler polyisocyanat P 5 og 30 vektdeler heksandiol-1,6.

Viskositet ved 2-5°C 30.000 cP, NCO-innhold: 27 vekt?.

P 11: Semi-prepolymer, fremstilt av 1000 vektdeler polyisocyanat P 5 og 15 vektdeler heksandioll,6, viskositet ved 2-5°C 1400 cP, NCO-innhold: 28,6 vekt.?.

P 12: Semi-prepolymer, fremstillet av 1000 vektdeler polyisocyanat P 5 og 30 vektdeler glycerol. Viskositet ved 25°C 7500 cP, NCO-innhold: 26,2 vekt?.

P 13: Omsetmngsproduktet av 100 vektdeler. P 3 med 1 vektdel vann. Viskositet ved 25°C 19-900 cP, NCO-innhold: 26,7 vekt?.

P 14: Polyisocyanat P 3 ble oppvarmet 2 timer ved 220 C.

Det fremkom et polyisocyanat med en viskositet på 1450 cP ved 25°C og et NCO-innhold på 24,2 vekt?.

P 15: En isomerblanding av 80 vekt? 2,4-toluylendiisocyanat og 20 vekt? 2,6-toluylendiisocyanat ble omsatt med vann under biuretiseringsbetingelser.

Viskositet ved 25°C 6500 cP, NCO-innhold 32,5

vekt?.

P 16: Fast teknisk destillasjonsresidu, som det fåes

ved destillering av teknisk toluylendiisocyanat-blandinger. NCO-innhold: 17 vekt?; monomerinn-hold ca. 10 vekt?. Slike destillasjonsresiduer

er eksempelvis tilgjengelig ved fremgangsmåten ifølge DOS 2.035.731.

P 17: Flytende teknisk destillasjonsresidu slik det

fåes ved destillering av 1,6-heksametylendiisocyanat . Viskositet ved 25°C 95 eP, NCO-innhold:

35 vekt?.

P 18: 2250 vektdeler P 17 og 250 vektdeler med finmalt

P 16 oppvarmes sammen under omrøring 5 timer ved 120°C, idet P 16 oppløste seg i P 17. Det resulterende polyisocyanat P 18 har en viskositet på

800 cP ved 25°C og et NCO-innhold på 31,9 vekt?.

P 19: Tilsvarende P 18 fremstillet polyisocyanat av

200.0 vektdeler P 17 og 500 vektdeler P 16. Viskositet 1800 cP ved 25°C, NCO-innhold 30,6 vekt?.

P 20: Tilsvarende P 18 fremstillet polyisocyanat av

1750 vektdeler P 17 og 750 vektdeler^ P 16. Viskositet: 6200 cP ved 25°C. NCO-innhold:

29,2 vekt?.

Eksempel 1-14. (Tabell 1)

I en konstant reseptur, som tilsvarte sammenset-nin-en av hovedkomponentene som også den anvendte aktivator til det i DOS 1.770.384 omtalte eksempel 1 ble det .anvendt polyisocyanater av forskjellig viskositet og funksjonalitet og forarbeidet under samme betingelser.

Grunnresepturen besto av:

250 vektdeler natronvannglass (48? faststoff, molekylvekt-*^ forhold Na90:Si09 = l:2) / v ^ 2 2 ( Kompo-1,5 vektdeler stabilisator (polyeterpolysiloksan, OS 710. Vnent

Bayer AG) I 4,0 vektdeler aminkatalysator (bestående av 75 vekt? N,N-dimetylaminoetanol og 25

vekt? diazabicykloo.ktan)

100 vektdeler polyisocyanat Kompo-25 vektdeler triklorfluormetan<nent>

Komponent I og II ble blandet for seg godt, deretter forenet<.>', omrørt intenst med en hurtigrører i 15 sekunder og deretter helt ut i en liten papirpakke, hvor'reaksjonsblandingen kort tid etter begynte å skumme opp og under varme-utvikling utherdnet til et uorganisk-organisk skumstoff. Reaksjonstidene, og de fysikalske egenskapene av de resulterende skumstoffer er sammenfattet i de følgende tabeller. (Eksemplene 1 - 4 er sammenligningseksemp'ler) .

Her betyr:

t-p, = røretid, blandingstid av blandingen av komponentene I og

komponentene II.

L = liggetid, tidsrom fra blandingens begynnelse til begynnelse

av oppskumming.

t^= avbindingstid, tidsrom fra begynnelsen av blandingen til

begynnende fastgjøring.

tg = stigetid, tidsrom fra begynnelsen av blandingen til avslut-ningen av oppskumningsprosessen.

Romvekt og trykkfasthet ble hver gang fastslått en dag etter fremstillingen..

Som det fremgår av eksemplene 1 - 4 i tabellen, kollaberer skumblandingen, hvis viskositeten av.den anvendte polyfenylpolymetylen-polyisocyanat utgjør under 400 cP ved 25°C

(P 1-P 4). De høye.reviskose polyfeny1-polymetylen-polyisocyanater P 5~P 8 gir uorganisk-organiske skumstoffer, som ved til-nærmet samme volumvekt viser desto høyere trykkfastheter samt et mere finporet og regelmessig cellebilde jo høyereviskos og høyerefunksjonell det anvendte polyisocyanat er.

Fordelen ved anvendelsen av høyereviskose polyisocyanater (P 6-P 8) viser seg tydelig, at disse polyisocyanater med omtrent samme kjemiske oppbygning som det lavviskose P 5 gir skumstoffer som ved lavere.volumvekt har betydelig høyere trykkfastheter.

Omsetningsprodukter av P 5 med mindre mengder av lavmolekylære dialer '(P 9 - P 11), hvor viskositeten er sterkt øket overfor P 5, funksjonaliteten imidlertid bare bør ligge uvesentlig høyere fører til skumstoffer med forbedrede egenskaper, eksemplene 9 - 11.

Avgjørende bedre blir skumstoffegenskapene når det som polyisocyanat anvendes en semi-prepolymer (f.eks. P 12), hvor såvel funksjonalitet som også viskositet ble øket, som dette er tilfelle i eksempel 12.

Eksemplene .13 og ' 14 viser at et i og for seg uegnet lavviskost.polyisocyanat (P 3) ved enkel oppvarmning (P 14) eller ved omsetning med små mengder vann (P 13) kan overføres i et høyereviskost polyisocyanat, hvor det under bibehold av resepturen lar seg fremstille brukbare uorganisk-organiske

skumstoffer.

Eksempel 15 - 23- (Tabell 2)

200 vektdeler natronvannglass (44? faststoff, molfor- ^

hold Na20: Si02 = l: 2)' Kompo-1,5 vektdeler stabilisator iflg. eks. 1-14<n>^<nt>2,0 vektdeler aminkatalysator iflg. eks. 1-14

100 vektdeler polyisocyanat (P 1-P 8, P 14)

5 vektdeler difeny lkresylf osf at i- Komponent II

40 vektdeler triklorfluormetan _J

Blandingene av komponentene samt fremstillingen av skumstoffet foregikk ifølge eksempel 1-14. Resultatene er oppstillet i tabell 2. De anvendte forkortelser tilsvarer forkortelsene_i tabell 1. Også i denne eksempelserie viser det seg entydig at polyisocyanater med en viskositet over 400 cP ved 25°C er overlegen overfor tilsvarende lavviskose typer. Ved omtrent samme volumvekt av de resulterende uorganisk-organiske skumstoffer får man produkter som med .økende viskositet av utgangspolyisocyanatene har høyere seighet, régel-messigere og finere cellestruktur samt høyere trykkfasthet.

(Eksempel 15 - 18 er sammenligningseksempler).

I forhold til de i tabell 1 oppførte eksempler utmerker de i tabell 2 oppstilte skumstoffer seg spesielt' ved høyere seighet.- Dette er - som det ble fastslått i de sammen-lignende undersøkelser - foruten å'tilbakeføre på den endrede sammensetning av hovedkomponentene til det ekstra flammebeskyt-telsesmiddel medanvendte difenyIkresylfosfat.

Ved anvendelsen av polyisocyanatet P 1 - P 4, som har en viskositpt under 400 cP ved 25°C, kollaberer skumblandingen, disse polyisocyanater er, enskjønt de har en funksjonalitet' over 2 på grunn av den lave viskositet' uegnet for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Polyisocyanatene P 5 - P 8, som har en tilsvarende kjemisk oppbygning og ved' siden av en litt høyere funksjonalitet fremfor alt er utmerket ved en viskositet lik.eller større enn 400 cP/25°C, egner seg til fremstilling av uorganisk-organiske skumstoffer. Derved fåes, som eksemplene 19 - 22 viser, med økende viskositet av polyisocyanatet skumstoffer med mere regelmessig, finporet cellestruktur samt ved omtrent samme volumvekt sterkt forbedrede trykkfastheter. Sammen-ligner man eksempel "19 med eksempel 22 er trykkfasth.eten sågar fordoblet.

Eksempel 23,viser at et lavviskost, i og for seg uegnet polyisocyanat (P 3) enkelt lar seg overføre i et høy-viskost, ifølge oppfinnelsen egnet produkt ved termisk behandling og som lar seg forarbeide til et brukbart skumstoff. Eksempe l 24.

200 vektdeler natronvannglass ifølge eks. 1 Komponent I

2 vektdeler aminkatalysator ifølge eks. 1__J

100 vektdeler polyisocyanat P 15

1 vektdel stabilisator (polyeteterpolysiloksan I

L 5340, Fabr. Union Carbide Corp.)^ Komponent II

10 vektdeler difenylkresylfosfat

40 vektdeler triklorfluormetan

Fremstillingen av skumstoffet ifølge eksempel 1 - 14.t^: 15 sekunder.

<t>^<:>30 sekunder,

t^: 50 sekunder,

tg: 60 sekunder.

Man får et finporet, sprøtt, uorganisk-organisk skumstoff. med regelmessig cellestruktur, som i frisk tilstand har en

volumvekt-, på 33 kg/m''..

Eksempel 25-

400 vektdeler natronvannglass iflg- eks. 1 ~~) ■

4 vektdeler aminkatalysator " " 1 j Komponent I

100 vektdeler polyisocyanat P 8 ]

0,5 vektdeler stabilisator ifølge eks. 24 Komponent II 40 vektdeler triklorfluormetan

Fremstillingen av skumstoffet foregikk ifølge eksempel 1 - 14.

tP: 15 sekunder,

t^: 45 sekunder, t^: 65 sekunder,

t^: . 115 sekunder.

Man får et hårdt, uorganisk-organisk skumkunststoff av midlere porestørrelse og regelmessig cellestruktur med en volumvekt på 8l kg/rrr og en trykkfasthet på 0,6 kp/am .På

grunn av de høye uorganiske deler viser dette skumstoff fremragende brannmotstandsdyktige forhold og oppnår uten videre brannklasse B 1 (vanskelig oppflambar) ifølge DIN 4102. Eksempel 26.

100 vektdeler natronvannglass iflg. eks. 1 ~7 ^ - r & & Komponent I 2 véktdeler aminkatalysator iflg. eks. 1

300 vektdeler polyisocyanat.P 8

1 vektdel stabilisator ifølge eks. 24?- Komponent II

20 vektdeler triklorfluormetan J

Fremstillingen av skumstoffet foregikk ifølge eksemplene 1 - 14.

tR: 15

tL: 60

tA: 95

Man får et finporet uorganisk-organisk skumkunststoff av regelmessig cellestruktur, som direkte ved fremstillingen har en volumvekt på 12 kg/m 3 og en trykkfasthet på 0,2 kp/cm 2 . På grunn av dets .lave råtet■the<t>er dette skumstoff spesielt egnet som billig isoleringsskumstoff.

Eksempel 27-

200 vektdeler natronvannglass iflg. eks. 1 /

> Komponent I

2 vektdeler aminkatalysator " "1

100 vektdeler polyisocyanat P 8

0,5 vektdeler stabilisator ifølge eks. 24

5 vektdeler difenylkresylfosfat Komponent II

3 vektdeler klorert paraf inblanding,.

Witaclor 633Dynamit Nobel AG

40 vektdeler triklorfluormetan

100 vektdeler 40%-ig vandig dikaliumhydrogen- \ ^ ■ ■_

fosfaLpplØsning _J Komponent III

Komponentene forblandes i første rekke hver for seg., deretter ble det i den ved hjelp av en hurtigrører intensiv omrørte komponent II i rekkefølge satt komponent I og komponent III. Etter 15 sekunders røretid ble det av réaksjonsblandingen helt ut i papirpakker, hvor det etter 55 sekunder (regnet fra tidsrommet for forening av komponentene) begynte å skumme opp og etter 135 sekunder (beregnet fra tidspunktet for sammenblanding av komponentene) stivnet til et fast, uorganisk-organisk skumstoff med regelmessig cellestruktur og fin porestørrelse.

En dag etter fremstillingen ble det bestemt volumvekt og trykkfasthet.

Volumvekt: 37 kg/m''

Trykkfasthet: . 0,3 kp/cm<2>

Det dannede skumstoff egnet seg spesielt for isoler-ingsanvendelser, hvor det samtidig forlanges et godt brannforhold. Plater fremstillet etter den angitte reseptur besto"uten videre brannsjaktprøven ifølge DIN 4102 og oppnådde dermed klassifiser-ingen "vanskelig oppflambart" (B 1).

Eksempel 28-- 41..

Sammensetning, reaksjonstider samt volumvekter og trykkfastheter av de dannede uorganisk-organiske skumstoffer er oppstillet i tabell.3- Skumstoffenes fremstilling foregikk ifølge eksempel 1-14, de anvendte forkortelser tilsvarer for-kortelsene i tabell 1. Alle anvendte stoffmengder er angitt i gram. Man får hårde uorganisk-organiske skumstoffer av regelmessig cellestruktur med midlere til grov porestørrelse i volum-vektsområdet på 120-250 kg/m'', som på grunn av den høye trykkfasthet og den gode brannforhold er spesielt godt egnet til fremstilling av lette, selvbærende, foran fremstilte bygningsdeler med fremragende varmeisolering.

Eksempel 42..

100 g polyisocyanat P 20 og 200 g natronvannglass ifølge eksempel 1 ble blandet med 400 g mikroglasskuler (volumvekt 1,6 kg/liter, fremstiller: Firma Ballotini) i 1 minutt med en hurtigrører. Den støpbare flytende masse ble helt i en 4 cm x 4 cm x 16 cm metallform, under oppvarmning begynte noen

minutter senere en fastgjøring 'og allerede etter 2 timer lot prøvelegemet seg avforme. Etter temperering (3 timer/100°C) var formlegemet herdnet til et steinhardt, praktisk talt .ubrennbart, betonglignende sammensatt stoff som har en råtetthet på 16.20 kg/m<3>og en trykkfasthet på 278 kp/cm<2>.

Eksempel 43»

100 g polyisocyanat P 20, 200 g natronvannglass ifølge eksempel 1 og 80 g sagmel ble blandet godt med•hverandre og den sparkelbare masse innført i en metallform (4 cm x-4 cm x 16 cm). Etter en time hadde blandingen sterkt fastgjort seg,

den følgende dag var den herdnet til et stenhårdt uorganisk-organisk sammensatt stoff med en råtetthet på 1300 kg/m<3>og en trykkfasthet på 332.,kp/cm<2>. Det dannede material utmerket seg med et meget godt brannf orhold og kan bearbeides som tre. Eksempel 44.

100 g polyisocyanat P 20, 300 g natronvannglass og 600 g bygningssand (vasket Rhinsand, 0-3 mm) ble utrørt -1 minutt med hverandre og blandingen fylt i en metallform (4 cm x 4 cm x 16 cm). Blandingen .begynte etter 10 minutter senere langsomt

under svak oppvarmning og fastgjøres og ble etter en liggetid på 1 time deretter 3 timer utherdnet ved 100°C. Det resulterende uorganisk-organiske betonglignende sammensatte stoff har en volumvekt på l680 kg/m 3 og en trykkfasthet på 110 kp/cm 2 samt en bøye- •

2'

fasthet på 38,8 kp/cm .

Eksempel 43.

100 g polyisocyanat P 20 og 400 g natronvannglass ifølge eksempel 1 ble først blandet for seg og deretter blandet-med 100 g Vermiculite (volumvekt 150 kg/m<3>). Den samlede bland- ' ing ble omrørt godt og den ennu flytbare blanding hatt i en metallform (4 cm x 4 cm x 16 cm), hvor den 40 minutter senere begynte å fastgjøre seg. Etter 24 timers lagring ved værelsestemperatur ble,prøvelegemet herdnet 2 timer ved 100°C. Det fremkom et ubrennbart, trelignende, fast, uorganisk-organisk isoleringssammensatt stoff med en volumvekt på 750 kg/m<3>og en

trykkfasthet p_å 39 kp/cm .

Eksempel 46.

100 g av et i gjennomsnitt trifunksjonelt, ved vanntilsetning biuretisert polyisocyanat på basis heksametylendiisocyanat-1,6 med et NCO-innhold på 22 vekt? og en viskositet på 4000 cP ved 25°C ble blandet med 300 g natronvannglass ifølge eksempel 1 og i blandingen ble det innrørt 100 g Vermiculite ifølge eksempel 45.

Man får en over 5 timer forarbeidbar sparkelmasse, som etter 2 dager var utherdnet til et hårdt, trelignende material med fremragende brannmotstandsdyktige egenskaper.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av hårde uorganisk-organiske kunststoffer, spesielt skumstoffer, bestående av et som kolloid xerosol foreliggende polymer-polykiselsyregel-sammensatt material ved omsetning av en vandig silikatoppløs-ning med et polyisocyanat, karakterisert ved at det som polyisocyanat anvendes et flytende organisk polyisocyanat fritt for hydrofile grupper og med en viskositet på minst 400 cP/25°C, fortrinnsvis 500 - 10.000 cP/25°C og en midlere funksjonalitet på større enn 2, idet omsetningen foregår i fravær av vannbindende uorganiske fyllstoffer.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som polyisocyanat anvendes et fosgeneringsprodukt av anilin/formaldehyd-kondensater.

3- Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakteri- .sert ved at det anvendes 20-54?-ige vandige silikatopp-løsninger, idet vektforholdet mellom polyisocyanat og vandig silikatoppløsning ligger mellom 70:30 og 20:80.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 3, karakterisert ved at man som silikatoppløsning anvender natriumsili-katoppløsninger med et Na2 0/Si02 -molforhold og i området fra 1,6 til 3,3-

5- Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 4, karakterisert ved at man til reaksjonsblandingen setter en katalysator eller aksellerator.

6. v Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at man som katalysator anvender et tertiært•amin.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 6, karakterisert ved at omsetningen foregår under skumstoff- dannelse.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7, karakterisert ved at man til reaksjonsblandingen setter et drivmiddel.

9- Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 8, karakterisert ved at man til reaksjonsblandingen setter et skumstabiliseringsmiddel.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 9, karakterisert ved at man medanvender et emulgeringshjelpe-middel.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 10, karakterisert ved at det i reak.s j onsblandingen medanvendes et organisk polymert stoff.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 10, karakterisert ved at det medanvendes inerte uorganisk og/ eller organiske, partikkel- og/eller fiberformede materialer.

13. ' Uorganisk-organiske kunststoffer av høy fasthet, elastisitet, varmeformbestandighet og tung, oppflambarhet be stående av'et som kolloid xerosol foreliggende, makroskopisk homogent 'sammensatt material av høymolekylære organiske poly- addukter og høymolekylært silikat, oppnådd ifølge krav 1 til 12. lh . Uorganisk-organiske skumstoffer med' en volumvekt under 150 kg/rn-5, fortrinnsvis' 10 - 80 kg/m <3> ifølge krav 13.